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Ratgeber · Rechnen

Sonneneinstrahlung in Deutschland: Werte, Verteilung, Folgen

Wie viel Sonnenenergie in Deutschland ankommt: 1.000 bis 1.170 kWh je Quadratmeter waagerecht, mehr auf geneigten Flächen – und was daraus an Strom wird.

Redaktion: René LindelaubStand 26. September 20263 Minuten LesezeitSo rechnen wir

Auf einen Quadratmeter waagerechte Fläche fallen in Deutschland im Jahr zwischen 1.000 und 1.170 Kilowattstunden Sonnenenergie – so viel Energie wie in gut hundert Litern Heizöl. Diese Zahl ist der Anfang jeder Ertragsrechnung: Alles, was eine Photovoltaikanlage liefert, ist ein Bruchteil davon.

Sonneneinstrahlung in DeutschlandJahressumme der Globalstrahlung in Kilowattstunden je Quadratmeter: waagerecht 1000 bis 1170, auf einer nach Süden geneigten Fläche 1150 bis 1350.waagerechte Flächenach Süden geneigt10001150Norddeutschland10801250Mitte11701350Süddeutschland
Jahressummen der Globalstrahlung. Die geneigte Fläche steht nach Süden bei 30 bis 40 Grad – die übliche Dachneigung. Quelle: Deutscher Wetterdienst: Globalstrahlungskarten und PVGIS, Europäische Kommission.

Von der Einstrahlung zum Ertrag

Der Weg von der Einstrahlung zur Kilowattstunde im Zähler ist kurz und lässt sich nachrechnen. Ein Modul mit 22 Prozent Wirkungsgrad wandelt auf einem Quadratmeter 22 Prozent der ankommenden Energie um; die Anlage verliert danach noch etwa ein Fünftel durch Temperatur, Leitungen und Wechselrichter. Dieses Verhältnis heißt Performance Ratio und liegt bei rund 81.

Ertrag je kWp = Einstrahlung auf die geneigte Fläche × Performance Ratio

Für Mitteldeutschland heißt das: 1.250 Kilowattstunden je Quadratmeter auf dem geneigten Dach, mal 0,81 ergibt rund 1.010 Kilowattstunden je Kilowatt peak im Jahr. Genau mit dieser Zahl rechnen unsere Rechner; hergeleitet wird sie unter Ertrag berechnen.

Reihe aufgeständerter Solarmodule vor einem Himmel mit Quellwolken
Reihe aufgeständerter Solarmodule vor einem Himmel mit Quellwolken · Foto: Fotolia, Bildarchiv solarstromerzeugung.de

Warum das Nord-Süd-Gefälle kleiner ist als gedacht

Zwischen Flensburg und Freiburg liegen rund 17 Prozent Unterschied. Das klingt nach viel, entscheidet aber über keine Anschaffung: Auch mit 930 Kilowattstunden je Kilowatt peak liegt die eigene Kilowattstunde deutlich unter dem Netzstrompreis. Zum Vergleich: Zwischen einem Süd- und einem Westdach liegen rund 20 Prozent – die Ausrichtung wiegt also schwerer als die Postleitzahl.

Diffuses Licht: mehr als die Hälfte

Rund 55 Prozent der Einstrahlung erreichen deutsche Dächer nicht als direkter Sonnenstrahl, sondern als Streulicht aus dem bedeckten Himmel. Das hat drei praktische Folgen:

  • Auch an trüben Tagen kommt Ertrag. Ein bedeckter Tag liefert 10 bis 25 Prozent eines klaren – wenig, aber nicht nichts.
  • Die Ausrichtung verliert an Gewicht. Diffuses Licht kommt aus dem ganzen Himmelsgewölbe, nicht aus einer Richtung. Deshalb erreicht ein Ostdach 80 statt der aus dem Sonnenstand zu erwartenden 60 Prozent.
  • Verschattung wirkt anders als erwartet. Ein Baum nimmt direkte Strahlung weg, diffuse nur teilweise. Deshalb liefert eine verschattete Anlage selten gar nichts – siehe Verschattung.

Der Jahresgang

Die Einstrahlung schwankt über das Jahr um den Faktor sieben bis acht: Im Juli fallen auf denselben Quadratmeter rund 170 Kilowattstunden, im Dezember etwa 20. Für die Planung ist das die wichtigere Zahl als der Jahreswert – sie erklärt, warum ein Hausspeicher Stunden überbrückt und keine Monate. Den Monatsverlauf für Ihre Ausrichtung zeigt der Ertragsrechner.

Einzelne Jahre schwanken um zehn Prozent

Die genannten Werte sind langjährige Mittel. Ein sonnenreiches Jahr liegt fünf bis zehn Prozent darüber, ein trübes ebenso darunter. Wer den Ertrag seiner Anlage prüft, sollte deshalb mindestens zwei Jahre vergleichen, bevor er einen Mangel vermutet.

Häufige Fragen

Wie viel Sonnenstunden hat Deutschland?

Zwischen 1.400 und 1.900 Stunden im Jahr, je nach Region. Für die Photovoltaik ist die Zahl allerdings wenig aussagekräftig: Gezählt werden nur Stunden mit direkter Sonne, während Module auch bei diffusem Licht liefern. Die Globalstrahlung in Kilowattstunden je Quadratmeter ist die brauchbarere Größe.

Was bedeutet Globalstrahlung?

Die Summe aus direkter Sonnenstrahlung und diffuser Himmelsstrahlung auf einer waagerechten Fläche. Sie ist der Standardwert in Strahlungskarten. Für ein geneigtes Dach muss sie umgerechnet werden – das übernimmt PVGIS.

Nimmt die Einstrahlung durch den Klimawandel zu?

Die Messreihen des Deutschen Wetterdienstes zeigen seit den 1980er Jahren einen leichten Anstieg, vor allem wegen sauberer Luft und weniger Aerosolen. Für die Planung einer Anlage ist der Effekt zu klein, um darauf zu setzen.

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Quellen

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